Помощь студентам в учебе
Молекулярно - клеточные, метаболические и структурные причины кальцификации аортального клапана
|
Введение 7
Глава 1. Обзор литературы 10
1. Макро и микроструктура аортального клапана 10
1.1. Трехстворчатый аортальный клапан (TAV - Tricuspid aortic valve)..
10
1.2. Двустворчатый аортальный клапан (BAV - Bicuspid aortic valve). 12
2. Аортальный стеноз 13
2.1. Молекулярные и клеточные механизмы развития аортального
стеноза 14
2.1.1. Аортальный стеноз и атеросклероз 14
2.1.2. Эктопическая кальцификация 15
2.1.3. Роль эндотелия 16
2.1.4. Воспаление 17
2.1.5. Отложение липопротеинов 18
2.1.6. Матриксные металлопротеиназы и ремоделирование
внеклеточного матрикса 19
2.1.7. Неоангиогенез 21
2.1.8. Роль ренин - ангиотензин - альдостероновой системы (РААС). 22
2.1.9. Сигнальный путь Notch и его мишени 23
2.1.10. Терапевтические мишени 28
2.1.11. Роль симпатической нервной системы в процессе
стенозирования 31
2.1.12. Кальцификация как воспалительный процесс 31
3. Патофизиология аортального стеноза 33
4. Клиническая картина 34
4.1. Жалобы 34
4.2. Объективные данные 35
4.3. Неинвазивные методы исследования 35
4.4. Инвазивные методы исследования 38
5. Лечение 38
5.1. Медикаментозное лечение 38
5.2. Хирургическое лечение 39
Глава 2. Материалы и методы 40
2.1. Материалы 40
2.1.1. Клеточные культуры 40
2.1.2. Праймеры 40
2.2. Методы 42
2.2.1. Получение и культивирование эндотелиальных и
интерстициальных клеток аортального клапана 42
2.2.2. Магнитный сортинг СП31-позитивных клеток 43
2.2.3. Выделение РНК из клеточных культур 44
2.2.4. Полуколичественная полимеразная цепная реакция с обратной
транскрипцией 45
2.2.5. Полимеразная цепная реакция в реальном времени 45
Глава 3. Результаты 47
3.1. Клинико-лабораторная и инструментальная характеристика
пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана 47
3.2. Анализ молекулярно-клеточных данных 52
3.2.1. Получение интерстициальных и эндотелиальных клеток клапана
и создание биобанка в лаборатории 52
3.2.2. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
интерстициальных клетках аортального клапана 54
3.2.3. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
эндотелиальных клетках аортального клапана 57
3.2.4. Анализ экспрессии генов остеогенной дифференцировки в
интерстициальных клетках аортального клапана 58
3.3. Обсуждение результатов 59
Заключение 64
Выводы 65
Благодарности 66
Список литературы
Глава 1. Обзор литературы 10
1. Макро и микроструктура аортального клапана 10
1.1. Трехстворчатый аортальный клапан (TAV - Tricuspid aortic valve)..
10
1.2. Двустворчатый аортальный клапан (BAV - Bicuspid aortic valve). 12
2. Аортальный стеноз 13
2.1. Молекулярные и клеточные механизмы развития аортального
стеноза 14
2.1.1. Аортальный стеноз и атеросклероз 14
2.1.2. Эктопическая кальцификация 15
2.1.3. Роль эндотелия 16
2.1.4. Воспаление 17
2.1.5. Отложение липопротеинов 18
2.1.6. Матриксные металлопротеиназы и ремоделирование
внеклеточного матрикса 19
2.1.7. Неоангиогенез 21
2.1.8. Роль ренин - ангиотензин - альдостероновой системы (РААС). 22
2.1.9. Сигнальный путь Notch и его мишени 23
2.1.10. Терапевтические мишени 28
2.1.11. Роль симпатической нервной системы в процессе
стенозирования 31
2.1.12. Кальцификация как воспалительный процесс 31
3. Патофизиология аортального стеноза 33
4. Клиническая картина 34
4.1. Жалобы 34
4.2. Объективные данные 35
4.3. Неинвазивные методы исследования 35
4.4. Инвазивные методы исследования 38
5. Лечение 38
5.1. Медикаментозное лечение 38
5.2. Хирургическое лечение 39
Глава 2. Материалы и методы 40
2.1. Материалы 40
2.1.1. Клеточные культуры 40
2.1.2. Праймеры 40
2.2. Методы 42
2.2.1. Получение и культивирование эндотелиальных и
интерстициальных клеток аортального клапана 42
2.2.2. Магнитный сортинг СП31-позитивных клеток 43
2.2.3. Выделение РНК из клеточных культур 44
2.2.4. Полуколичественная полимеразная цепная реакция с обратной
транскрипцией 45
2.2.5. Полимеразная цепная реакция в реальном времени 45
Глава 3. Результаты 47
3.1. Клинико-лабораторная и инструментальная характеристика
пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана 47
3.2. Анализ молекулярно-клеточных данных 52
3.2.1. Получение интерстициальных и эндотелиальных клеток клапана
и создание биобанка в лаборатории 52
3.2.2. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
интерстициальных клетках аортального клапана 54
3.2.3. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
эндотелиальных клетках аортального клапана 57
3.2.4. Анализ экспрессии генов остеогенной дифференцировки в
интерстициальных клетках аортального клапана 58
3.3. Обсуждение результатов 59
Заключение 64
Выводы 65
Благодарности 66
Список литературы
За последние несколько лет в структуре клапанных пороков сердца произошли существенные изменения, которые характеризуются уменьшением частоты пороков сердца ревматической этиологии и увеличением распространенности склеро-дегенеративных поражений клапанов. Этому способствовали увеличение продолжительности жизни населения и совершенствование медицинских технологий [1]. Самый распространенный клапанный порок сердца в настоящее время - аортальный стеноз (АС). Частота обнаружения АС среди лиц в возрасте 65 лет составляет около 25%, а после достижения возраста 75 лет увеличивается до 48%, хотя среди лиц в возрасте до 65 лет она составляет лишь 4-5% [1, 2]. Основная причина развития АС - кальцификация исходно нормального аортального клапана (АК) или врожденного двухстворчатого клапана аорты. Если раньше развитие АС считалось пассивным дегенеративным процессом и результатом механического износа створок, происходящего на шестом и седьмом десятках жизни, то сейчас стало ясно, что это активный и сложный патологический процесс. Ранее также считалось, что развитие АС это атеросклерозоподобный процесс, так как подтверждалась связь с традиционными факторами риска, такими как артериальная гипертензия, сахарный диабет, курение, повышение уровня холестерина. Однако на сегодняшний день накоплено немало данных, показывающих, что процесс формирования АС не сводится лишь к атеросклеротическому поражению клапанов. Есть данные об участии в этом процессе некоторых специфических сигнальных путей, один из которых сигнальный путь Notch [2]. Сигнальный путь Notch является ключевым в регуляции развития многих систем, органов и тканей, влияет на главные клеточные процессы - пролиферацию, дифференцировку и апоптоз, а также участвует в поддержании гомеостаза во взрослом организме. Было показано, что мутации в гене NOTCH1 могут быть ассоциированы с кальцинозом аортального клапана, однако роль сигнального пути Notch в патогенезе АС остается неясной [3]. В пользу участия этого сигнального пути в патогенезе АС свидетельствуют и результаты доклинических исследований, которые показывают, что специфическое блокирование сигнального пути Notch значимо подавляет кальцификацию сосудов и аортального клапана [2, 3].
Целью данной работы являлось исследование экспрессии компонентов сигнального пути Notch и генов остеодифференцировки в интерстициальных и эндотелиальных клетках аортального клапана человека и поиск взаимосвязей между уровнем экспрессии компонентов сигнального пути Notch и клинико-лабораторными показателями у пациентов.
Для достижения поставленной цели были определены следующие экспериментальные задачи:
1. Провести клинико-лабораторную и инструментальную характеристику пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана;
2. Получить интерстициальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
3. Получить эндотелиальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
4. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
5. Охарактеризовать эндотелиальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
6. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов, связанных с остеогенной дифференцировкой;
7. Выявить ассоциации клинико-лабораторных, инструментальных и молекулярно-клеточных и генетических компонентов патогенеза кальцификации аортального клапана.
Целью данной работы являлось исследование экспрессии компонентов сигнального пути Notch и генов остеодифференцировки в интерстициальных и эндотелиальных клетках аортального клапана человека и поиск взаимосвязей между уровнем экспрессии компонентов сигнального пути Notch и клинико-лабораторными показателями у пациентов.
Для достижения поставленной цели были определены следующие экспериментальные задачи:
1. Провести клинико-лабораторную и инструментальную характеристику пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана;
2. Получить интерстициальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
3. Получить эндотелиальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
4. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
5. Охарактеризовать эндотелиальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
6. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов, связанных с остеогенной дифференцировкой;
7. Выявить ассоциации клинико-лабораторных, инструментальных и молекулярно-клеточных и генетических компонентов патогенеза кальцификации аортального клапана.
Полученные в представленной работе результаты позволяют сделать следующие выводы:
1. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от пациентов со стенозом трикуспидального клапана по уровню экспрессии генов- компонентов сигнального пути Notch.
2. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch
3. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов, отвечающих за остеогенную дифференцировку.
4. Для пациентов с бикуспидальным клапаном характерны более тяжелые показатели гемодинамики и больший диаметр аорты при лучшем метаболическом профиле.
5. Для пациентов с трикуспидальным клапаном характерна большая сохранность показателей гемодинамики, при худших биохимических и клинических данных.
6. Нарушение экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в интерстициальных клетках пациентов с бикуспидальным аортальным клапаном может быть вовлечено в патогенез аортального стеноза.
1. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от пациентов со стенозом трикуспидального клапана по уровню экспрессии генов- компонентов сигнального пути Notch.
2. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch
3. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов, отвечающих за остеогенную дифференцировку.
4. Для пациентов с бикуспидальным клапаном характерны более тяжелые показатели гемодинамики и больший диаметр аорты при лучшем метаболическом профиле.
5. Для пациентов с трикуспидальным клапаном характерна большая сохранность показателей гемодинамики, при худших биохимических и клинических данных.
6. Нарушение экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в интерстициальных клетках пациентов с бикуспидальным аортальным клапаном может быть вовлечено в патогенез аортального стеноза.